靶向线粒体的透明质酸-褪黑素偶联物THTM通过CD44受体介导的双重靶向策略改善急性肾损伤及其慢性化进程

针对急性肾损伤(AKI)中线粒体功能障碍和氧化应激的关键病理环节，Li-Bin Zhou团队开发了CD44/线粒体双靶向的透明质酸-褪黑素偶联物(THTM)。该研究通过TPP-HA-TK-MLT的精准递送系统，证实其可显著清除线粒体ROS、改善ATP合成，并阻断TGF-β1介导的肾纤维化，为AKI向慢性肾病(CKD)进展提供了创新干预策略。

　　

肾脏作为人体重要的代谢器官，其急性损伤(AKI)每年导致全球超170万人死亡，而现有治疗手段仅限于透析和移植。更严峻的是，约30%的AKI患者会发展为慢性肾病(CKD)，形成难以逆转的"二次打击"。在这场与时间赛跑的救治中，线粒体功能障碍被视为核心病理环节——当肾小管上皮细胞内的"能量工厂"罢工时，活性氧(ROS)暴增、ATP合成崩溃、细胞凋亡程序启动，最终导致肾功能不可逆损伤。尽管抗氧化剂如N-乙酰半胱氨酸(NAC)曾被寄予厚望，但其非特异性分布和短暂作用时间使得临床疗效不尽如人意。如何突破"递送壁垒"，将抗氧化药物精准投递至损伤肾小管的线粒体内部，成为领域内亟待解决的"卡脖子"难题。

宁波大学Xu Jian-Ting团队在《Materials Today Bio》发表的创新研究，犹如为这场攻坚战提供了"智能导航导弹"。他们巧妙设计了三苯基膦(TPP)修饰的透明质酸(HA)载体，通过CD44受体介导的靶向识别和TPP的线粒体归巢特性，将抗氧化明星分子褪黑素(MLT)直接输送至损伤线粒体。更精妙的是，连接MLT的硫缩酮(TK) linker能在ROS过载环境中特异性断裂，实现"损伤部位按需释药"。这种名为THTM的纳米调节剂，不仅解决了传统抗氧化治疗的脱靶问题，更通过多靶点干预阻断了AKI向CKD的恶性转化。

研究团队运用了多项关键技术：通过核磁共振(¹H NMR)和凝胶渗透色谱(GPC)表征THTM的分子结构；采用高效液相色谱(HPLC)和质谱(MS)分析ROS响应性释药特性；利用免疫荧光共定位验证CD44/线粒体双靶向效率；建立缺血再灌注(IR-AKI)和顺铂诱导(Cis-AKI)的小鼠模型评估治疗效果；通过ATP生物传感器(pCMV-AT1.03)和TUNEL染色分别检测线粒体功能和细胞凋亡。

3.1 Characterization of THTM

研究首先证实THTM具有理想的ROS响应特性：在10 mM H₂O₂条件下，48小时内MLT释放率达98.2%，而对照制剂THHM(无TK linker)仅释放15%。GPC显示THTM分子量约4000 Da，¹H NMR证实每个HA分子可偶联4个TPP和5个MLT，载药量达14.2%。

3.3 CD44 receptor and mitochondria targeting activity of THTM

免疫荧光显示H₂O₂刺激使HK-2细胞CD44表达上调3.6倍。共定位分析证实THTM(FITC标记)与CD44受体的Pearson系数达0.74，显著高于游离FITC(0.22)。线粒体探针MitoTracker显示THTM的线粒体富集效率比非TPP修饰的HTM提高38%。

3.5 THTM ameliorated the damaged tubular epithelial cells

在200 μM H₂O₂损伤模型中，THTM使细胞存活率从41.7%提升至89.3%。机制研究发现其可降低线粒体ROS 67%，抑制Bax/细胞色素C凋亡通路，并使ATP产量恢复至正常水平。Western blot显示THTM能显著上调PGC-1α(3.1倍)、NRF1(2.8倍)等线粒体生物发生关键因子。

3.6 THTM ameliorates kidney injury in AKI mice

在IR-AKI模型中，THTM治疗组7天存活率达100%(模型组仅50%)，血清肌酐(CRE)和尿素氮(BUN)分别降低58%和62%。组织学显示其能减少80%的肾小管坏死，并使肾损伤分子1(KIM-1)表达下降73%。在Cis-AKI模型中同样观察到类似保护效果。

3.7 THTM ameliorates renal fibrosis in AKI to CKD

在叶酸诱导的CKD模型中，THTM使肾纤维化面积减少64%，α-SMA阳性信号下降71%，TGF-β1分泌量降低58%。这种抗纤维化效果显著优于游离MLT，证实其能有效阻断AKI-CKD进展。

这项研究的突破性意义在于：首次将CD44受体的病理高表达特性与线粒体靶向技术相结合，创建了"疾病微环境触发-细胞器精准修复"的新型治疗范式。THTM不仅解决了抗氧化药物递送效率低下的难题，更通过调控PGC-1α/NRF1/TFAM轴促进线粒体生物发生，实现了从症状缓解到器质修复的治疗升级。其4.57倍提升的药物半衰期和肾脏特异性蓄积特性，为临床转化提供了药代动力学优势。该研究为AKI的精准治疗提供了全新工具，更为其他器官的缺血再灌注损伤治疗策略开辟了新思路。